哈佛-史密森纳天体物理中心 学分:美国航天局/欧空局/JPL-加州理工学院/康罗伊等人
亚拉巴马州
2021 天文学家利用美国国家航空航天局和欧洲航天局(欧洲航天局)望远镜的数据发布了一张新的银河系最外层区域的全天空地图
这个区域被称为银河光环，位于形成银河系可识别的中央圆盘的旋臂之外，星稀少
虽然光晕可能看起来大部分是空的，但它也被预测包含了大量的暗物质，一种神秘而不可见的物质，被认为构成了宇宙中所有物质的大部分
新地图的数据来自欧空局的盖亚任务和美国国家航空航天局的近地天体宽视场红外探测器(NEOWISE)，该探测器在2009年至2013年期间以WISE的名字运行
这项研究由哈佛&史密森尼天体物理中心的天文学家领导，并于今天发表在《自然》杂志上，利用了飞船在2009年至2018年间收集的数据
新地图揭示了一个被称为大麦哲伦星云(LMC)的小星系——之所以如此命名，是因为它是围绕银河系运行的两个矮星系中较大的一个——是如何像一艘船在水中航行一样穿过银河系的星系晕的，它的重力在它后面的恒星中产生了尾流
LMC距离地球约16万光年，不到银河系质量的四分之一
尽管光晕内部的地图绘制精度很高，但这是第一张提供类似光晕外部区域图片的地图，在那里发现了尾迹——距离银河系中心约20万至32.5万光年
先前的研究已经暗示了尾流的存在，但是全天空地图证实了它的存在，并提供了它的形状、大小和位置的详细视图
光环中的这种扰动也为天文学家提供了一个研究他们无法直接观察到的东西的机会:暗物质
尽管暗物质不发光、不反射、不吸收光，但它的引力影响已经在整个宇宙中被观测到了
人们认为它创造了一个建造星系的脚手架，没有它，星系会随着旋转而分离
据估计，暗物质在宇宙中的普遍程度是所有发光或与光相互作用的物质的五倍，从恒星到行星再到气体云
虽然关于暗物质的性质有多种理论，但它们都表明暗物质应该存在于银河系的光环中
如果是这样的话，那么当LMC号航行通过这个区域时，它也应该在暗物质中留下一个尾流
在新星图中观察到的尾流被认为是这个暗物质尾流的轮廓；恒星就像这片看不见的海洋表面上的树叶，它们的位置随着暗物质一起移动
暗物质和大麦哲伦星云之间的相互作用对我们的星系有很大的影响
当LMC围绕银河系运行时，暗物质的引力拖住了LMC并使其减速
这将导致矮星系的轨道越来越小，直到该星系在大约20亿年后最终与银河系相撞
这些类型的合并可能是宇宙中巨大星系增长的关键驱动力
事实上，天文学家认为银河系在大约100亿年前与另一个小星系合并了
哈佛大学天文学研究生、这篇新论文的合著者罗汉·奈杜说:“这种对较小星系能量的掠夺不仅是LMC与银河系合并的原因，也是所有星系合并发生的原因。”
“我们地图上的尾流非常清晰地证实了我们关于星系合并的基本描述是正确的！” 新地图揭示了一个被称为大麦哲伦星云(LMC)的小星系——之所以如此命名是因为它是围绕银河系运行的两个矮星系中较大的一个——是如何像一艘穿过水的船一样穿过银河系的星系晕的，它的重力在它后面的恒星中产生了尾流
LMC距离地球约16万光年，不到银河系质量的四分之一
虽然光环的内部已经被高精度地绘制出来，但这是第一张提供类似光环外部区域图片的地图，在那里发现了尾迹——距离银河系中心大约20万到32.5万光年
先前的研究已经暗示了尾流的存在，但是全天空地图证实了它的存在，并提供了它的形状、大小和位置的详细视图
学分:美国航天局/JPL-加州理工学院/国家科学基金会/研究
伤害/不
gara vito-Camargo & amp；G
Besla 一个难得的机会 这篇论文的作者还认为，新的地图——以及额外的数据和理论分析——可能会为关于暗物质性质的不同理论提供一个测试，比如它是否像规则物质一样由粒子组成，以及这些粒子的性质是什么
该研究的合著者、哈佛大学教授、天体物理中心的天文学家查理·康罗伊说:“你可以想象，如果船在水中航行或穿过蜂蜜，船后的尾流会有所不同。”
“在这种情况下，尾流的性质由我们应用的暗物质理论决定
" 康罗伊领导的团队绘制了1300多颗恒星在光环中的位置
挑战在于试图测量从地球到这些恒星中很大一部分的准确距离:通常不可能确定一颗恒星是近在咫尺还是远在天边
该小组使用了欧空局盖亚任务的数据，该任务提供了天空中许多恒星的位置，但无法测量到银河系外围恒星的距离
在确定了最有可能位于光环中的恒星(因为它们显然不在我们的星系内或LMC)后，研究小组寻找了属于一类巨型恒星的恒星，这些恒星具有一种能被近地小行星探测到的特殊光“特征”
知道了所选恒星的基本属性，研究小组就能计算出它们与地球的距离，并制作出新的地图
它描绘了一个距离银河系中心大约20万光年的区域，或者说是LMC尾流预计开始的地方，并延伸了大约12.5万光年
康罗伊和他的同事在得知图森市亚利桑那大学的一组天体物理学家制作计算机模型来预测星系晕中的暗物质应该是什么样子后，受到了寻找LMC尾流的启发
这两个小组在新的研究中一起工作
亚利桑那州团队的一个模型，在新的研究中，预测了新地图中揭示的恒星尾流的一般结构和具体位置
一旦数据证实该模型是正确的，研究小组就能够证实其他研究也暗示了什么:LMC很可能正在绕银河系的第一个轨道上
如果这个较小的星系已经形成了多个轨道，那么尾流的形状和位置将与观测到的有很大不同
天文学家认为LMC是在与银河系和另一个邻近星系M31相同的环境中形成的，并且位于围绕我们银河系的第一个非常长的轨道上(大约130亿年)
由于它与银河系的相互作用，它的下一个轨道将会短得多
“用观测数据证实我们的理论预测告诉我们，我们对这两个星系之间相互作用的理解，包括暗物质，是正确的，”亚利桑那大学天文学博士生尼古拉斯·加拉维托-卡马戈说，他领导了论文中使用的模型的工作
这张新地图也为天文学家提供了一个难得的机会来测试我们银河系中暗物质(名义上的水或蜂蜜)的特性
在新的研究中，加拉维托-卡马戈和他的同事使用了一种流行的暗物质理论，称为冷暗物质，它与观测到的星图相对吻合
现在，亚利桑那大学的团队正在运行模拟实验，使用不同的暗物质理论，看看哪一个最符合在恒星中观察到的尾流
该研究的合著者、亚利桑那大学的副教授古尔蒂娜·贝斯拉说:“这是一组非常特殊的环境，共同创造了这个场景，让我们可以测试我们的暗物质理论。”
“但是我们只有结合这张新地图和我们建立的暗物质模拟才能实现这个测试
"
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